美国开发出低成本高效新催化剂应用于制氢的水气变换反应

　　国际能源网讯：　美国Tufts大学、Wisconsin-Madison大学和Harvard大学的研究团队于2010年9月下旬宣布，开发出低成本高效新催化剂应用于制氢的水气变换反应，将碱离子（钠和钾）添加到被吸附在氧化铝或氧化硅少量的活性铂上，应用于低温水气变换(WGS)反应(H2O+CO→ H2+CO2)，可高效用于产氢。

　　这一工作也显示出应用于低温Pt-催化的WGS反应（部分氧化的Pt-碱-O2类型），拥有新的活性中心。研究人员发现这种设计是高度有效的，而且成本低，这种催化剂负载在标准的、廉价的金属氧化物载体上。
　　据美国能源部统计，美国现需用氢气约900万吨/年，生产商通过天然气蒸汽转化方法占制氢量约95%，在催化过程中，蒸汽与甲烷反应产生合成气（一氧化碳与氢气）。
　　在WGS反应中，从通过蒸汽重整产生的氢气中去除剩余的一氧化碳，WGS反应是所有碳基燃料加工中的关键步骤，旨在用于生产和改质氢气。工业中使用的WGS催化剂常规情况为以氧化锌和氧化铝为载体的铜基催化剂，这种铜基催化剂会被起火（当暴置于空气中时会自发地着火）。
　　在低温燃料电池中应用，WGS催化剂必须是不可起火的，要在宽温度范围内呈现活性，并且在频繁开停工操作循环时要稳定。为满足这些要求，
　　研究人员考虑采用铂族金属作为替代。
然而，铂价格昂贵，必须使它以很细的颗粒分布在较高能的载体上，如稀士氧化物二氧化铈上，它可有效地应用于低温水汽变换反应。铈是更丰富的稀土元素。

　　Tufts大学的研究人员在低温水汽变换反应中，用钠可改进铂的活性，甚至以惰性材料如二氧化硅为载体时。也发现，钠或钾离子有助于使催化活性中心稳定。

　　新的催化剂仅含有微量铂，有低温下也有效。其结构为一系列有特定排布的少数原子组成的小的团簇，每一团簇由一个或几个由氧、羟基和钾原子的混合物包绕的铂原子组成，并座落在标准的氧化铝或氧化硅载体上。

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